(57)【要約】【課題】  部品点数を削減することが可能で、かつ信号光のフィルタへの入射角が浅い光送受信モジュールを提供する。【解決手段】  光ファイバ１０と、出力光を発光する発光部２０と、入力光を受光する受光部３０とを有する光送受信モジュール１において、  上記発光部２０と受光部３０は互いに略対向するように配置し、その間には発光部２０側に単レンズ４０を設けると共に受光部３０側にフィルタ５０を設け、上記光ファイバ１０は上記単レンズに対して発光部２０と同じ側に配置し、  上記発光部２０からの出力光は上記単レンズ４０を透過して上記フィルタ５０で反射し、再び単レンズを透過して上記光ファイバに入射すると共に、該光ファイバからの入力光は上記単レンズとフィルタを透過して上記受光部に入射する。【選択図】  図１
2005055566.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光を伝送する光ファイバと、該光ファイバに対する出力光を発光する発光部と、上記光ファイバからの入力光を受光する受光部とを有する光送受信モジュールにおいて、
上記発光部と受光部は互いに略対向するように配置し、その間には発光部側に上記出力光と入力光とを収束する単レンズを設けると共に、受光部側に上記出力光を反射し上記入力光を透過するフィルタを設け、上記光ファイバは上記単レンズに対して発光部と同じ側であって光軸が上記単レンズの光軸とずれるように配置し、
上記発光部からの出力光は上記単レンズを透過して上記フィルタで反射し、再び単レンズを透過して上記光ファイバに入射すると共に、該光ファイバからの入力光は上記単レンズとフィルタを透過して上記受光部に入射することを特徴とする光送受信モジュール。
【請求項２】
光を伝送する光ファイバと、該光ファイバに対する出力光を発光する発光部と、上記光ファイバからの入力光を受光する受光部とを有する光送受信モジュールにおいて、
上記発光部と受光部は互いに略対向するように配置し、その間には発光部側に上記出力光を透過し上記入力光を反射するフィルタを設けると共に、受光部側に上記出力光と入力光とを収束する単レンズを設け、上記光ファイバは上記単レンズに対して受光部と同じ側であって光軸が上記単レンズの光軸とずれるように配置し、
上記発光部からの出力光は上記フィルタと単レンズを透過して上記光ファイバに入射すると共に、該光ファイバからの入力光は上記単レンズを透過して上記フィルタで反射し、再び単レンズを透過して上記受光部に入射することを特徴とする光送受信モジュール。
【請求項３】
上記光ファイバはその端面が上記単レンズのレンズ面を向くようにその光軸が上記単レンズの光軸に対して所定の角度で傾いて配置されてなることを特徴とする請求項１又は２記載の光送受信モジュール。
【請求項４】
上記単レンズは両面非球面レンズであることを特徴とする請求項１〜３記載のいずれか１項に記載の光送受信モジュール。
【請求項５】
上記発光部及び受光部はそれぞれチップ型レーザダイオード、チップ型フォトダイオードであることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の光送受信モジュール。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はＯＮＵ（回線終端装置）などの光通信装置において使用される光送受信モジュールに関し、より詳細には波長多重により双方向通信等を行う光送受信モジュールに関する。
【背景技術】
【０００２】
現在、情報の大容量化に伴い、光ファイバを使用した光通信が普及してきている。このような光ファイバを使用する光通信では、回線端末部のＯＮＵなどにおける信号光の送受信に、光送受信モジュールが使用される。従来の光送受信モジュールとしては、例えば特許文献１に記載されたものがある。この光送受信モジュールは、第１のレンズ及び発光素子を光ファイバに対して平行に配置すると共に、第２のレンズ及び受光素子を光ファイバに対して垂直に配置してなる。信号光の送受信は、中間に傾斜配置したフィルタにおいて発光素子から発光された出力光を透過させて光ファイバに入射させると共に、光ファイバの端面から出射された入力光をフィルタによって反射して受光素子で受光することにより行う。
【特許文献１】特開平８−１６０２５９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
ところで、このような従来の光送受信モジュールにおいては、レンズやフィルタなどの部品点数が多く、製造コストが増加するという問題があった。またモジュールの小型化が困難であるという問題もあった。
さらに、従来の光送受信モジュールにおいては、出力光及び入力光のフィルタへの入射角（フィルタに対して光が垂直に入射する場合を０度と考える）が深くなっている。このように信号光のフィルタへの入射角が深ければ偏波依存性が高くなり、信号光のフィルタの表面に対して垂直な成分であるS波と、水平な成分であるＰ波のそれぞれの透過特性の差が大きくなる、すなわちＳ波とＰ波の分波特性の差が大きくなる。このため、フィルタによる狭帯域での分波が難しくなり、多重させる信号光の波長を大きく異ならせる必要がでてくることから、複数の信号光を多重させることが困難となる。またこのように信号光のフィルタへの入射角が深い場合、信号光を分波するためにはフィルタの膜厚を厚くする必要が出てくるので、その分フィルタの製造コストも増加する。
【０００４】
本発明は以上の問題点を鑑みてなされたものであり、部品点数を削減することが可能で、かつ信号光のフィルタへの入射角が浅い光送受信モジュールを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記の課題を解決するため本発明は、光を伝送する光ファイバと、該光ファイバに対する出力光を発光する発光部と、上記光ファイバからの入力光を受光する受光部とを有する光送受信モジュールにおいて、上記発光部と受光部は互いに略対向するように配置し、その間には発光部側に上記出力光と入力光とを収束する単レンズを設けると共に、受光部側に上記出力光を反射し上記入力光を透過するフィルタを設け、上記光ファイバは上記単レンズに対して発光部と同じ側であって光軸が上記単レンズの光軸とずれるように配置し、上記発光部からの出力光は上記単レンズを透過して上記フィルタで反射し、再び単レンズを透過して上記光ファイバに入射すると共に、該光ファイバからの入力光は上記単レンズとフィルタを透過して上記受光部に入射することを特徴として構成されている。
【０００６】
また本発明は、光を伝送する光ファイバと、該光ファイバに対する出力光を発光する発光部と、上記光ファイバからの入力光を受光する受光部とを有する光送受信モジュールにおいて、上記発光部と受光部は互いに略対向するように配置し、その間には発光部側に上記出力光を透過し上記入力光を反射するフィルタを設けると共に、受光部側に上記出力光と入力光とを収束する単レンズを設け、上記光ファイバは上記単レンズに対して受光部と同じ側であって光軸が上記単レンズの光軸とずれるように配置し、上記発光部からの出力光は上記フィルタと単レンズを透過して上記光ファイバに入射すると共に、該光ファイバからの入力光は上記単レンズを透過して上記フィルタで反射し、再び単レンズを透過して上記受光部に入射することを特徴として構成されている。
【０００７】
また本発明は、上記光ファイバはその端面が上記単レンズのレンズ面を向くようにその光軸が上記単レンズの光軸に対して所定の角度で傾いて配置されてなることを特徴として構成されている。
【０００８】
また本発明は、上記単レンズは両面非球面レンズであることを特徴として構成されている。
【０００９】
また本発明は、上記発光部及び受光部はそれぞれチップ型レーザダイオード、チップ型フォトダイオードであることを特徴として構成されている。
【発明の効果】
【００１０】
以上本発明によれば、発光部と受光部を互いに略対向するように配置し、その間には発光部側に出力光と入力光とを収束する単レンズを設けると共に、受光部側に出力光を反射し入力光を透過するフィルタを設け、光ファイバは単レンズに対して発光部と同じ側であって光軸が単レンズの光軸とずれるように配置することにより、単レンズ、フィルタがそれぞれ一つずつしか必要なくなり、従来に比べて部品点数が減少し、製造コストを低下させることができると共に、モジュールの小型化が可能となる。
また従来よりも出力光及び入力光のフィルタに対する入射角が浅いので、出力光及び入力光の偏波依存性が低くなり、S波とＰ波のそれぞれの分波特性の差が小さくなる。これによりフィルタによる狭帯域での分波が可能となり、出力光と入力光に波長の近い光を使用することができる。この出力光及び入力光のフィルタに対する入射角は、光ファイバとフィルタの距離を離すことにより、より浅くすることが可能となる。さらに、フィルタの膜厚を薄くすることが可能となり、フィルタの製造コストを抑えることができる。
さらにまた、出力光は合計４回レンズ面を通過するので、この単レンズのレンズ面を適切に設計することにより、収差の発生を防ぐことができる。
このような効果は発光部と受光部の配置を逆にしても同様に得られる。
【００１１】
また本発明によれば、光ファイバはその端面が単レンズのレンズ面を向くようにその光軸が単レンズの光軸に対して所定の角度で傾いて配置されてなることから、光ファイバの端面から単レンズに入射する光の量を増やし、入力光の利用効率をあげている。またこれにより、発光部から発光された出力光の光ファイバの端面における結合効率が高まる。
【００１２】
また本発明によれば、単レンズは両面非球面レンズであることから、出力光、入力光の収差の発生を防ぐより適切なレンズ面とすることが可能となる。
【００１３】
また本発明によれば、発光部及び受光部はそれぞれチップ型レーザダイオード、チップ型フォトダイオードであることから、モジュールをより小型化することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しつつ詳細に説明する。図１は本発明の実施形態における光送受信モジュールの概念図である。本実施形態における光送受信モジュール１は、例えば光通信の回線端末部において使用されるＯＮＵ（回線終端装置）などに組込まれるものであり、図１に示すように光を伝送する光ファイバ１０と、光ファイバ１０の端面１１に入射させる波長λ１の出力光を発光する発光部２０と、光ファイバ１０の端面１１から出射される波長λ２の入力光を受光する受光部３０と、これら出力光と入力光を収束する、両方のレンズ面が非球面の単レンズ４０と、波長λ１の出力光を反射し波長λ２の入力光を透過する多層膜からなるフィルタ５０からなる。
【００１５】
本実施形態においては、発光部２０にはレーザダイオードを、受光部３０にはフォトダイオードをそれぞれ使用する。発光部２０と受光部３０は略対向するように配置され、これらの間に単レンズ４０及びフィルタ５０が配置されている。本実施形態においては、発光部２０側に単レンズ４０が配置され、受光部３０側にフィルタ５０が配置される。
また本実施形態において、光ファイバ１０は単レンズ４０に対して発光部２０と同じ側に配置され、その光軸Ｃｆが単レンズ４０の光軸Ｃｌとずれるように配置される。さらに光ファイバ１０は、その端面１１が単レンズ４０のレンズ面を向くように光軸Ｃｆを単レンズの光軸Ｃｌに対して所定の角度で傾けて配置される。
【００１６】
なおこれら各部材の位置関係は、発光部２０において発光された出力光が光ファイバ１０の端面１１に集光され、また光ファイバ１０の端面１１から出射された入力光が受光部３０に集光されるように調整する。本実施形態においては、図１に示した方向から見た場合に、発光部２０及び受光部３０に対して単レンズ４０とフィルタ５０がやや上方に位置するように配置すると共に、単レンズ４０に対して光ファイバ１０をやや上方に位置するように配置する。
【００１７】
次に、この光送受信モジュール１による信号の授受について説明する。まず信号の送信について説明する。まず発光部２０において信号の電光変換が行われて出力光が発光され、単レンズ４０を透過する。出力光は単レンズ４０を透過する際に、両レンズ面において屈折して発散角が狭くなる、あるいは収束光となる。出力光は単レンズ４０を透過した後、フィルタ５０で反射されて再び単レンズ４０を透過し、両レンズ面で屈折して光ファイバ１０の端面１１に集光され、そのまま光ファイバ１０によって伝送される。
【００１８】
次に信号の受信について説明する。光ファイバ１０によって伝送されて端面１１から出射された波長λ２の入力光は、まず単レンズ４０を透過する。このとき入力光は両レンズ面において屈折し、拡散光から収束光へと変化する。そして単レンズ４０において収束した入力光はフィルタ５０を透過して、受光部３０に集光されて信号の光電変換が行われる。
【００１９】
以上、光送受信モジュール１による信号の送受信について説明した。光送受信モジュール１をこのような構成とすることにより、単レンズ４０及びフィルタ５０がそれぞれ１つずつでよくなり、従来の光送受信モジュールに比べて部品点数が減少し、製造コストを低下させることができると共に、モジュールの小型化が可能となる。
また従来の光通信モジュールよりも、出力光及び入力光のフィルタ５０に対する入射角が浅いので、出力光及び入力光の偏波依存性が低くなり、S波とＰ波のそれぞれの分波特性の差が小さくなる。これによりフィルタ５０による狭帯域での分波が可能となり、出力光と入力光に波長の近い光を使用することができる。この出力光及び入力光のフィルタ５０に対する入射角は、光ファイバ１０とフィルタ５０の距離を離すことにより、より浅くすることが可能となる。
さらに、フィルタ５０の膜厚を薄くすることが可能となり、フィルタ５０の製造コストを抑えることができる。
【００２０】
また本発明においては、発光部２０から発光された出力光は単レンズ４０の端部を通過するが、出力光は合計４回レンズ面を通過するので、この単レンズ４０のレンズ面を適切に設計することにより、収差の発生を防ぐことができる。特に、本実施形態では単レンズ４０のレンズ面を非球面としているので、収差の発生を防ぐより適切なレンズ面とすることが可能となる。
さらにまた、光ファイバ１０をその端面１１が単レンズ４０のレンズ面を向くように光軸Ｃｆを単レンズの光軸Ｃｌに対して所定の角度で傾けて配置することにより、光ファイバ１０の端面１１から単レンズ４０に入射する光の量を増やし、入力光の利用効率をあげている。またこれにより、発光部２０から発光された出力光の光ファイバ１０の端面１１における結合効率が高まる。
【００２１】
なお、上記実施形態では、発光部２０側に単レンズ４０を配置すると共に受光部３０側にフィルタ５０を配置し、光ファイバ１０を単レンズ４０に対して発光部２０側に配置することとした。しかし本発明はこの配置関係に限られることなく、例えば、発光部２０側にフィルタ５０を配置すると共に受光部３０側に単レンズ４０を配置し、光ファイバ１０を単レンズ４０に対して受光部３０側に配置するようにしてもよい。この場合、フィルタ５０は光ファイバ１０の端面１１に入射させる波長λ１の出力光を透過し、光ファイバ１０の端面１１から出射される波長λ２の入力光を反射するように構成する。
そして発光部２０から発光された出力光は、フィルタ５０及び単レンズ４０を透過して光ファイバ１０端面１１に入射する。また光ファイバ１０の端面から出射された入力光は、単レンズ４０を透過してフィルタ５０で反射され、再び単レンズ４０を透過して受光部３０に集光される。
【実施例１】
【００２２】
次に、このような光通信モジュール１の具体的な実施例について説明する。図２は光通信モジュールの実施例を示す断面図である。図２に示すように、光通信モジュール１は、樹脂製のベース６１と蓋６２からなるケース６０内に各部材を収めて構成される。
ベース６１の側面の一部にはファイバ孔６１ａが開けられており、このファイバ孔６１ａに光ファイバ１０をベース６１に固定するための樹脂製のフランジ１２が取付けられる。光ファイバ１０はフランジ１２の貫通孔１２ａに固定されることによりベース６１に固定される。
【００２３】
そしてこの光ファイバ１０を固定した側面の内面下部に発光部２０が取付けられる。発光部２０はベース６１の側面に固定される台座２１、及び台座２１の上面に設けられるサブマウント２２によって保持される。なお、本実施例において発光部２０はチップ型レーザダイオードとする。
一方、光ファイバ１０を固定した側面の反対側の側面の内面には受光部３０が取付けられる。受光部３０はベース６１の側面に固定される台座３１、及び台座３１の側面に設けられるサブマウント３２によって保持される。なお、本実施例において受光部３０はチップ型フォトダイオードとする。
【００２４】
そしてこれら発光部２０と受光部３０の間には、単レンズ４０及びフィルタ５０が配置される。これらはそれぞれ、ベース６１の下面に形成された取付台６１ｂ、６１ｃに固定される。なお、この光送受信モジュール１による信号光の送受信は上記実施形態で示した通りである。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】本発明の実施形態における光送受信モジュールの概念図である。
【図２】光通信モジュールの実施例を示す断面図である。
【符号の説明】
【００２６】
１      光送受信モジュール
１０      光ファイバ
１１      端面
１２      フランジ
１２ａ    貫通孔
２０      発光部
２１      台座
２２      サブマウント
３０      受光部
３１      台座
３２      サブマウント
４０      単レンズ
５０      フィルタ
６０      ケース
６１      ベース
６１ａ    ファイバ孔
６１ｂ    取付台
６１ｃ    取付台
６２      蓋
Ｃｆ      光ファイバの光軸
Ｃｌ      単レンズの光軸
【図１】
2005055566.tif 000003
【図２】
2005055566.tif 000004